[发明专利]一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统以及使用方法

权利要求书

1.一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统，其特征在于，包括：

冷却组热泵，冷却组热泵通过制冷管与热管式空调以及热管式制冷水装置连通，冷却组热泵导入管通过换向站与换热塔连通，冷却组热泵导出管与回收组热泵热导入管连通；

回收组热泵，回收组热泵通过回收组热泵热导入管与冷却组热泵导出管连通，回收组热泵热导出管通过换向站与换热塔连通，回收组热泵冷导入管与制热组热泵导出管连通，回收组热泵冷导出管与换热塔通过换向站连通；

制热组热泵，制热组热泵通过制热管与热管式空调以及热管式制热水装置连通，制热组热泵导入管通过换向站与换热塔连通，制热组热泵导出管与回收组热泵冷导入管连通；

换向站，用于切换管道连通关系，设置在冷却组热泵以及制热组热泵与换热塔的连通管道间；

若干换热塔，夏季用于蒸发冷却，冬季用于冷凝式供热，通过换向站与冷却组热泵以及制热组热泵连通；

环境温度检测装置，用于判断环境温度控制热泵开启状况，与热泵配置MCU电连接；

热泵配置MCU，与换向站、冷却组热泵、回收组热泵以及制热组热泵的控制端电连接，与环境温度检测装置电连接，与热管式空调、热管式制冷水装置以及热管式制热水装置的功率检测端电连接；

热管式空调，热管式空调的制冷输入端与冷却组热泵连通；

热管式制冷水装置，热管式制冷水装置的制冷输入端与冷却组热泵连通；

热管式制热水装置，热管式制热水装置的制热输入端与制热组热泵连通；

利用宽温热泵实现的低温环境供热系统工作时，包括以下步骤：

M1，读取环境温度检测装置判断当前季节，如果温度高于25度则跳转至步骤M5，温度低于10度则跳转至步骤M4；

M2，确定温度为春秋季温度，减少空调的使用，从而关闭回收组热泵工作；

M3，通过换向站桥接冷却组热泵与制热组热泵，并且平衡换热塔制冷开启的数量和换热塔制热开启的数量；

M4，确定温度为冬季，关闭部分冷却组热泵，开启回收组热泵，通过回收组热泵和制热组热泵之间循环，辅助换热塔冷凝式发热供能，达到制热目的；

M5，确定温度为夏季，关闭部分制热组热泵，开启回收组热泵，通过回收组热泵和制冷组热泵之间循环，辅助换热塔蒸发式制冷供能，达到制冷目的；

M6，步骤M2至M5中，检测到热管式空调或热管式制冷水装置功率消耗大于预计消耗，则全功率运转回收组热泵，如果回收组热泵未开启则开启后全功率运转；

换热塔内的抗冻剂由抗冻液存储箱回收，在供热时段采用以下步骤进行抗冻剂浓度的动态平衡调节：

S1，检测当前的环境数据和当前抗冻剂浓度、换热塔内的温湿度、以及抗冻剂的组分作为调节参数，当前抗冻剂浓度至少包括当前换热塔入水管抗冻剂浓度值Ain和当前换热塔出水管抗冻剂浓度值Aout以及由抗冻液存储箱内抗冻剂的比重值换算得到的抗冻液存储箱内抗冻剂浓度值Ab；

S2，获取当前浓度目标平衡值，当前浓度目标平衡值包括目标换热塔入水管抗冻剂浓度值Tin、目标换热塔出水管抗冻剂浓度值Tout，实时调整监测当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值并同时执行步骤S3；

S3，换热塔内抗冻剂浓度在超出设定范围的时候，由冰点温度运行装置来控制换热塔内净水的输入和抗冻剂的回收，若当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值在允许范围内，保持当前冰点温度运行装置的工作状态，否则执行步骤S4；

S4，将当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值超出允许范围的情况分为以下情况，在一个设定的动态调整周期内分别执行对应的动态平衡调节动作：

R1，Ain＜Tin，且Aout＜Tout，若Ain和Aout的值低至符合动态平衡调节的范围之外，则启动加料装置加料，若Ain和Aout的值在动态平衡调节的范围之内，则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，最长持续时间由以下公式计算得出：

KT＝Kc*(|Aout－Tout|/(C+Tout))+Kd*(|Ain－Tin|/(C+Tin))，

其中Kc为自动或人工设定的主基础时间系数，Kd为自动或人工设定的副基础时间系数，主基础时间系数和副基础时间系数均为动态调整周期时长的百分比数值，C为影响因子常数，影响因子常数越小则当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值影响越大，

将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f(Kout)实时确定，函数f(Kout)满足以下条件：

∫⁰_KT f(Kout)dKout＝KT*(|Aout－Tout|+|Ain－Tin|)，

R2，若Ain＜Tin，且Aout＝Tout，则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，最长持续时间由以下公式计算得出：

KT＝Kd*(|Ain－Tin|/(C+Tin))，

将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f(Kout)实时确定，函数f(Kout)满足以下条件：

∫⁰_KT f(Kout)dKout＝KT*(|Aout－Tout|+|Ain－Tin|)，

R3，若Ain＜Tin，且Aout＞Tout，抗冻剂溶液回收水泵启动，回收设定比例的循环水至抗冻液存储箱内，若换热塔内液位小于设定值则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：

Kt＝Kc*(|Aout－Tout|/(C+Tout))－Kd*(|Ain－Tin|/(C+Tin))，

R4，若Ain＝Tin，且Aout＜Tout，则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的最长持续时间由以下公式计算得出：

KT＝Kc*(|Aout－Tout|/(C+Tout))，

将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f(Kout)实时确定，函数f(Kout)满足以下条件：

∫⁰_KT f(Kout)dKout＝KT*(|Aout－Tout|+|Ain－Tin|)，

R5，若Ain＝Tin，且Aout＞Tout，回收设定比例的循环水至抗冻液存储箱内，若换热塔内液位小于设定值则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：

Kt＝Kc*(|Aout－Tout|/(C+Tout))－Kd*(|Ain－Tin|/(C+Tin))，

R6，若Ain＞Tin，且Aout＜Tout，则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，最长持续时间由以下公式计算得出：

KT＝Kc*(|Aout－Tout|/(C+Tout))－Kd*(|Ain－Tin|/(C+Tin))，

将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f(Kout)实时确定，函数f(Kout)满足以下条件：

∫⁰_KT f(Kout)d Kout＝KT*(|Aout－Tout|－|Ain－Tin|)，

R7，若Ain＞Tin，且Aout＝Tout，则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：

Kt＝Kd*(|Ain－Tin|/(C+Tin))，

R8，若Ain＞Tin，且Aout＞Tout，则抗冻剂溶液回收水泵启动，回收设定比例的循环水至抗冻液存储箱内，若换热塔内液位小于设定值则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：

Kt＝Kc*(|Aout－Tout|/(C+Tout))+Kd*(|Ain－Tin|/(C+Tin))。